工業爐窯燒嘴廠家詳解:氣體燃料燃燒理論
相對于其他燃料,特別是固體燃料,使用氣體燃燒具有一系列的優點。例如,氣體燃料的輸送比較方便,燃燒設備較為簡單、自動控制較容易,燃燒產物中有害物質含量較少。因此,氣體燃料的開發和利用,具有廣闊的前景。
氣體燃料通常是不同氣體的混合物,其中含有可燃成分,如碳氫化合物、氫和一氧化碳等。也含有一些不可燃成分,如氮、二氧化碳等。有的可燃氣體混合物中還混有一些其他微量成分,如水蒸氣、氧、氨、硫化氫、粉塵等。一般來說雜質的含量決定了某類氣體燃料的優劣。雜質越多,單位體積氣體燃料燃燒釋放的熱量越少。
1.氣體火焰著火的概念
燃燒過程既然包括發光放熱的化學反應,它必然存在兩個*基本的階段:著火階段,著火后的燃燒階段。著火階段是燃燒的準備階段,在這一階段,可燃物質與氧化劑在緩慢氧化的基礎上,不斷地積累熱量和活性粒子,當溫度上升到一定程度時,燃料就會整體著火燃燒。
從化學反應動力學的角度講,著火的反應機理有兩個方面。一種是熱著火。可燃混合物或者由于本身的氧化反應放熱,或者由于外部熱源的加熱,溫度不斷升高,溫度升高導致反應加速,從而積累更多的熱量,*終導致著火。失去控制的、速度很 快的放熱化學反應稱為爆炸,這是前面提到過的爆炸的機理之一:熱爆炸。另一種是化學鏈著火,如果由于某種原因,可燃物反應中存在連載體,特別當連載體產生速度超過其銷毀速度,或者反映本身是分支連鎖反應,則由于鏈載體的大量產生,使反應速率打單加快,同時又產生更多的鏈載體,結果使反應物著火。失去控制的、速度很 快并釋放大量熱量的化學鏈反應也是爆炸,他是爆炸的另一種機理:化學鏈鎖爆炸。
從工程和應用的角度講,著火的方式有兩類----自燃和點燃。
自燃屬于自發著火。在一定的條件下,可燃混合物在緩慢放熱反應的基礎上,不斷地積累熱量和活性粒子。當混合物溫度升高以后,按Arrhenius定律,其反應速率會大大增加,即使這時可燃混合物所處的環境不是絕熱的,一旦反應生成熱量的速率超過散熱速率而且不可逆轉時,整個容積的可燃混合物也會同時著火。煤粉倉、干草堆、煤堆、含碳量較高時的靜電除塵器下斗飛灰以及可燃氣體混合物都有可能發生自燃。
點燃屬于強迫著火,或稱強燃。它是借助于外部能源,如電火花、熾熱固體表面、小火花等,去接近可燃混合物,使其局部升溫并著火,然后將火焰傳播到整個可燃混合物中去。
在工程上,點燃的實例很過。煤粉爐中煤粉空氣混合物的著火,飛機和汽車發動機中燃料油和空氣混合物的著火,都是常見的點燃例子。
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